## DESIGN OF COCONUT FIBER PEELER MACHINES USING TILTED BLADE ( PERENCANAAN MESIN PENGUPAS SABUT KELAPA DENGAN MENGGUNAKAN MATA PISAU MIRING )
Arzam Alridho 1* , Syawaldi 1 , Irwan Anwar 1
1 Program Studi Teknik Mesin Universitas Islam Riau *Corresponding author: arzamalridho22@gmail.com

## ABSTRACT
As a final research project, the results of the analysis of the research obtained the coconut compressive force of 98.3 N with a load of coconut at 17.5 kg so that the coconut husk can be peeled, and the resulting pivot shaft to peel was 627.1 Watt, the  main  mover  used  a  diesel  motor  with  a  power  of  5  pk  (3728.5Watt)  with  a rotation  of  2400 rpm. Other  data,  for  a torque of 69.97Nm, and a diameter of  a single shaft of 3.5 cm, a second shaft diameter of 3.5 cm was 45 rpm and on the third  shaft  3.5  cm  in  diameter  with  a  23  rpm  rotation  with  a  rotation  in  pulley 1371,  4  rpm,  the  working  process  of  this  tool  was  faster  and  easier  to  use  than traditionally,  namely  coconut  husk  paring  machine,  the  time  of  stripping  1 coconut with a time of 13 seconds. It was expected that this tool can be used and developed for small and medium business communities.
Keywords: Diameter, Power, Rotation, Style and Stripping time

## ABSTRAK
Sebagai  penelitian tugas akhir Hasil analisa dari penelitian diperoleh gaya tekan kelapa  sebesar  98,3  N  dengan  diberikan    beban  pada  kelapa  sebesar  17,5  kg sehingga sabut kelapa dapat terkupas, dan daya poros pengupas untuk mengupas yang dihasilkan sebesar 627,1 Watt, penggerak utama menggunakan motor diesel dengan  daya  sebesar  5  pk  (3728,5Watt)  dengan  putaran  2400  rpm.  Data-data lain,  untuk  torsi  sebesar  69,97Nm,  dan  diameter  poros  satu  3,5  cm,  diameter poros  kedua  3,5  cm  adalah  45  rpm  dan  pada  poros  ketiga  berdiameter  3,5  cm dengan putaran 23 rpm dengan putaran pada puli 1371,4 rpm, Proses kerja alat ini  lebih  cepat  dan  mudah  digunakan  dibandingkan  secara    tradisional  yaitu mesin pengupas sabut kelapa, waktu pengupasan 1 buah kelapa dengan waktu 13 detik. Diharapkan alat ini dapat digunakan dan dikembangkan untuk masyarakat usaha kecil dan menengah.
Kata kunci : Daya,Diameter, Gaya,Putaran dan waktu pengupasan.

## PENDAHULUAN
Kelapa  adalah  suatu  jenis  tumbuhan dari  suku  aren-arenan  dan  anggota tungal  dalam  marga  cocos.  Warna buah  kelapa  tergantung  dari  jenis pohonnya,  dapat  berwarna  kuning
dan dapat berwarna hijau, untuk buah yang  sudah  tua  akan  berubah menjadi warna coklat. Tumbuhan ini di manfaatkan hampir seluruh bagian oleh  manusia  sehingga  di  anggap sebagai tumbuhan serba guna. Terutama  air  kelapa  yang  sangat
digemari  oleh  masyarakat.  Buah kelapa  terdiri  dari  kulit  luar,  sabut, tempurung,  kulit  daging  (testa), daging buah, air kelapa dan lembaga. Tumbuhan yang merupakan tanaman tropis  ini  tumbuh  subur  di  daerah pesisir  dan  juga  tumbuhan  ini  tidak memerlukan banyak perawatan. Pada umumnya cara pengupasan sabut kelapa di masyarakat saat ini masih melakukan pengupasan metode tradisional dengan  menggunakan  alat  berbentuk linggis  dari  besi  atau  kayu  yang dipasang  vertikal  dengan  ujung lancip pada bagian atasnya. Pengupasan dengan metode tradisional  masih  banyak  memiliki kekurangan dan kelemehan diantaranya : - Membutuhkan  tenaga  besar dan keterampilan khusus
- Resiko terkena mata pisau
- Membutuhkan waktu yang lama - Posisi pengupasan kurang ideal (membungkuk) Dengan menghindari hal tersebut banyak peneliti untuk merancang  mesin  pengupas  sabut kelapa agar dapat membantu permasalahan dimasyarakat.
Salah  satunya  mesin  pengupas sabut  kelapa  dengan  menggunakan tenaga  motor  sebagai  penggerak mula.  Namun  mesin  pengupas  sabut kelapa masih banyak memiliki kelemahan  diantaranya  adalah  cara pembuatan  atau  penempatan  posisi pisau,  seperti  pisau  lurus  dan  pisau bulat.
Berdasarkan  latar  belakang, maka  penulis  membuat  tugas  akhir dengan  judul  “Perencanaan  mesin pengupas sabut kelapa dengan menggunakan  mata  pisau  miring”
Perencanaan mata pisau mesin pengupas sabut kelapa ini diharapkan bisa mempercepat proses pengupasan serabut  kelapa,  dan  mengharapkan agar  alat  ini  benar-benar  dapat bekerja  sesuai  dengan  harapan  dan keinginan.

## Buah Kelapa
Buah  kelapa  merupakan  buah  yang sangat  berguna  untuk  menunjang kehidupan  seluruh  umat  manusia. Pada  buah  kelapa  besar  umumnya memiliki  diameter  sekitar  10  cm hingga  20  cm  bahkan  bisa  lebih. Warna  buah  kelapa  tergantung  dari jenis pohonya (dapat berwarna kuning  atau  hijau),  untuk  buah  yang sudah  tua  akan  berubah  warna menjadi  coklat.  Buah  kelapa  terdiri dari  kulit  luar,  sabut,  tempurung, kulit  daging  (testa),  daging  buah,  air kelapa dan lembaga.
Kelapa  mempunyai  kulit  keras dan tebal. Terdapat dua lapisan yaitu kulit  luar  (sabut)  bersifat  lunak dengan  ketebalan  ±  3  cm,  bertekstur serat  berlapis-lapis  dengan  panjang melintang  dari  atas  sampai  pangkal bawah. Kulit dalam (bathok) bersifat keras dengan ketebalan ± 5 mm.

## Motor  Pengerak  Mula  (Primer Mover)
Motor penggerak adalah suatu motor yang  merubah  tenaga  primer  yang tidak  diwujudkan  dalam  bentuk aslinya,  tetapi  diwujudkan  dalam bentuk tenaga mekanis.
Ada dua jenis motor penggerak yaitu : 1. Motor Bakar Motor bakar adalah suatu
perangkat/mesin yang mengubah energi  termal/panas  menjadi  energi mekanik.  Energi  ini  dapat  diperoleh dari proses pembakaran yang terbagi
menjadi 2 (dua) golongan, yaitu: a.Motor bakar pembakaran luar Yaitu  suatu  mesin  yang  mempunyai sistim  pembakaran  yang  terjadi diluar dari mesin itu sendiri.
Misalnya  mesin  uap  dimana  energi thermal dari hasil pembakaran dipindahkan  kedalam  fluida  kerja mesin.  Pembakaran  air  pada  ketel uap menghasilkan uap kemudian uap tersebut  baru  dimasukkan  kedalam sistim kerja mesin untuk
mendapatkan tenaga mekanik.
b.Motor pembakaran dalam Pada  umumnya  motor  pembakaran dalam  dikenal  dengan  motor  bakar. Proses  pembakaran  bahan  bakar terjadi  didalam  mesin  itu  sendiri sehingga  gas  hasil  pembakaran berfungsi  sekaligus  sebagai  fluida kerja  mesin. Motor  bakar  itu  sendiri dibagi  menjadi  beberapa  macam berdasarkan  sistem  yang  dipakai, yaitu motor bakar torak, motor bakar turbin  gas. Untuk  motor  bakar  torak dibagi  atas  2  (dua)  macam,  yaitu motor bensin dan motor
diesel. Menurut  langkah  kerjanya motor  bakar  dibagi  menjadi  mesin dengan  proses  dua  langkah  dan mesin dengan proses empat langkah. Berdasarkan system penyalaan, motor bakar terbagi dua yaitu : 1. Motor bensin 2. Motor diesel Tabel  1.  Spesifikasi  motor  bakar bensin dan diesel. N o Type  Daya (HP)( PS) Puata ran (rpm) Ketera ngan 1 TS19 0  H- di 16 PS  2200 rpm Diesel yanmar 2 TS23 0H-di 19 PS  2200 rpm Diesel yanmar 3 Hond a GX1 60 3,4
HP 3000 rpm Bensin 4 Hond a GX1 60 4,8
HP
3600 rpm Bensin 5 FM 285 JW 285 PS 2500 rpm HINO diesel Sehingga  dapat  mengentahui berapa  daya  yang  akan  di  perlukan untuk  memutar  poros  atau  trasmisi sebuah alat yang akan di rancang.

## Poros
Poros  adalah  salah  satu  elemen mesin  terpenting.  Penggunaan  poros antara lain adalah meneruskan tenaga poros  penggerak,  poros  penghubung dan  sebagainya.  Defenisi  poros adalah  sesuai  dengan  penggunaan dan tujuan penggunaannya.
Untuk  merencanakan  sebuah poros,  maka  perlu  diperhitungkan gaya  yang  bekerja  pada  poros  antara lain, Gaya dalam akibat beratnya (W) yang  selalu  berpusat  pada  titik gravitasinya.  Gaya  (F)  merupakan gaya  luar  arahnya  dapat  sejajar dengan  permukaan  benda  ataupun membentuk sudut α dengan
permukaan  benda.  Gaya  (F)  dapat menimbulkan  tegangan  pada  poros, karena  tegangan  dapat  timbul  pada benda  yang  mengalami  gaya-gaya. Gaya  yang  timbul  pada  benda  dapat berasal  dari  gaya  dalam  akibat  berat
benda  sendiri  atau  gaya  luar  yang mengenai benda tersebut.
Gambar 1. Poros Gaya dan Torsi Gaya Gaya merupakan tarikan atau dorongan  yang  terjadi  pada  suatu benda.  Gaya  bisa  menyebabkan perubahan posisi gerak atau
perubahan  bentuk  pada  benda.  Gaya mempunyai  nilai  dan  arah,  gaya disimbolkan F (force) dalam SI yaitu
N (Newton).
Gaya ( F ) adalah beban yang
diberikan pada benda dapat ditentukan. F = m.g (N)...............................................(1) Dimana :
m = massa (kg)
g = grafitasi (m/ 𝑠 2 )
Jika  suatu  benda  berputar,  maka gayanya adalah :
F = m. 𝑤 2 .r ............................................... (2) Dimana : w = kecepatan sudut (I/s) r = jari jari poros (m) Gaya pengupasan pisau (Fp) : Fp = F x z.................................................. (3) Dimana :
F = gaya tiap pisau  (N) z = jumlah pisau

## Torsi
Torsi adalah kemampuan puntir yang diberikan pada suatu benda, sehingga menyebabkan  suatu  benda  tersebut
berputar,  torsi  dilambangkan  (T),
dirumuskan : T = F x r.................................................... (4) Untuk  menentukan  torsi  (T)  pada pisau : T = 9,74 𝑥10 5 𝑝 𝑑 𝑛 1 .......................................
(5) Sumber  :  Sularso,  1997.  Dasar Perencanaan Dan Pemeliharaan Mesin, hal 7 Dimana : 𝑝 𝑑 = daya rencana (kW) 𝑛 1 = putaran pada poros  (rpm)
Maka persaman itu dapat kita tulis, T = Fp . r(Nm) .......................................... ..(6) = Fp . 𝐷 2 ⁄ (Nm)
Sumber  :  Robert  L.  mott,    2010. Elemen-elemen mesin dalam perancangan mekanisme perancangan elemen mesin, hal 81 Dimana : D = diameter nominal poros (in)
Fp = gaya potong (N) r = jari-jari pisau (m)

## Daya
Daya  adalah  kecepatan  melakukan kerja.  Daya  sama  dengan  jumlah energi  yang  dihabiskan  persatuan waktu. Dalam sistem SI, satuan daya adalah  joule  perdetik  (J/s),  atau  watt untuk  menghormati  James  Watt. Daya adalah besaran skalar.
a.) Persamaan  daya  dapat  ditulis sebagai berikut :
Daya (P)
P = w
t
(J/s).............................................. (7) Dimana: P = daya (Watt) t = waktu (s) w = usaha atau energi (Joule)
b.) Daya rencana Pd = P x fc................................................... (8) Sumber  :  Sularso,  1997.  Dasar Perencanaan Dan Pemeliharaan Mesin, hal 7 Dimana :
P = daya nominal output dari motor penggerak (W) Fc = factor koreksi

## Transmisi sabuk V
Sabuk  V  terbuat  dari  karet  dan mempunyai  penampang  trapesium. Sabuk  V  dibelitkan  di  keliling  alur puli  yang  berbentuk  V  pula.  Bagian sabuk  yang  membelit  pada  puli  ini memiliki  lengkungan  sehingga  lebar bagian dalam nya bertambah besar.
Gambar 2 Ukuran penampang sabuk V
Pemilihan belt sebagai elemen transmisi didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan  sebagai berikut :
➢ Dibandingkan  roda  gigi  atau rantai, penggunaan sabuk lebih halus,  tidak  bersuara,  sehingga akan mengurangi kebisingan.
➢ Kecepatan putar pada transmisi
sabuk lebih tinggi jika dibandingkan dengan belt.
➢ Karena  sifat  penggunaan  belt yang  dapat  selip,  maka  jika terjadi kemacetan atau gangguan  pada  salah  satu elemen tidak akan menyebabkan  kerusakan  pada elemen. Pada mesin pengupas menggunakan
sabuk-V sebagai
penerus daya, ( dapat dihitung) dengan rumus perhitungan :
a. Rasio kecepatan sudut
𝑊 1 𝑊 2 = 𝐷 2 𝐷 1 ..............................................  (9) b.  Hubungan  panjang  jarak  bagi
(L),jarak sumbu poros (C)
L  =  2c  + 𝜋 2 (𝐷 1 + 𝐷 2 ) + (𝐷 1 +𝐷 2 ) 4𝐶
….. (10) Dimana : L = panjang jarak sabuk D 1 = diameter  puli motor D 2 =  diameter puli poros C = jarak sumbu poros c. Jarak sumbu poros (C)
𝐶  = 𝑏+√𝑏 2 −32(𝐷 ! −𝐷 2 ) 2 16
................... (11)
d. Sudut kontak sabuk ɵ 1 = 180 ° − 2𝑠𝑖𝑛 −1 [ 𝐷 2 − 𝐷 1
2𝐶 ] ........................... .... (12)
e. panjangan bentangan
𝑆 = √𝐶 2 [ 𝐷 2 − 𝐷 1 2 ] ............................ (13) Dimana : S = panjang bentangan Sumber  :  Robert  L.  mott,  2010. Elemen-elemen mesin dalam perancangan mekanisme perancangan elemen mesin, hal 242 f. Kecepatan linear sabuk V = 𝑑 𝑝 .𝑛 1 60.1000
...............................................(14) Sumber : Sularso,1997. Dasar perencanaan dan pemeliharaan mesin, hal 166 Dimana : 𝑑 𝑝= diameter nominal (mm) 𝑛 1= putaran uli pengerak (rpm)

## Transmisi rantai  rol
Rantai  transmisi  daya  biasanya dipergunakan  dimana  jarak  poros lebih  besar  dari  pada  transmisi  roda gigi  tapi  lebih  pendek  dari  pada dalam transmisi sabuk.Rantai mengait  pada  gigi  sproket  dan meneruskan  daya  tanpa  slip,  jadi menjamin perbandingan putaran yang tetap. Gambar 3. Rantai  rol
Rantai  dapat  dibagi  atas  dua  jenis. Yang  pertama  disebut  rantai  rol, terdiri  atas  pena,  bus,  rol  dan  plat mata  rantai.  Yang  lain  disebut  rantai gigi, plat-plat berprofil roda gigi dan pena  pembentuk  bulan  sabit  yang disebut sambungan kunci.
Gambar 4. Rantai gigi.
a. Panjang rantai Setelah    jumlah  gigi  dan  jarak poros  ditentukan,  panjang  rantai yang  di  perlukan  dapat  di  hitung dengan rumus dibawah ini.
L = 2𝑐 𝑁 2 +𝑁 1 2 + {𝑁 2 −𝑁 1 } ² 4𝜋 2 𝐶 .................... (15) Dimana: L =  Panjang  rantai,  dinyatakan dalam jumlah mata rantai 𝑁 1 =  Jumlah gigi sprocket kecil 𝑁 2 =  Jumlah gigi sprocket besar C =  Jarak sumbu poros
b. Jarak sumbu poros Jika jumlah mata rantai dan jumlah gigi  sproket  sudah  lebih  dahulu
ditentukan,  maka jarak sumbu poros dapat dihitung dengan rumus dibawah ini.
C = 1 4 [ ( 𝐿 − 𝑁1+𝑁2 2 ) + √[ 𝐿 − 𝑁 2 +𝑁 1 2 ] ² − 8 (𝑁 2 −𝑁 1 ) 2 4𝜋 2 ]...........................................
...(16)      Sumber  :  Robert  l,  mott.
2010.  elemen-elemen  mesin  dalam perancanga  mekanisme  perancangan elemen mesin, hal 261 c.  Kecepatan  rantai  ν  (m/s)  dapat dihitung dari, ν = 𝑃.𝑍1.𝑛1 1000×60 ................................................ (17) Sumber : Sularso, 1997. Dasar perencanaan dan pemeliharaan mesin, hal 198
Dimana:
P = Jarak bagi rantai (mm)
Z1 =  Jumlah  gigi  sprocket  kecil, dalam hal reduksi putaran
η 1 =  Putaran    sproket  kecil,  dalam hal reduksi putaran d. Sudut kontak sin 𝛼 = 𝑟 1− 𝑟 2 𝑥 ......................................... (2.18)
Dimana : r = jari-jari sprocket x = jarak sumbu sprocket

## Sproket
Sproket  adalah  roda  bergerigi  yang berpasangan  dengan  rantai,  track, atau  benda  panjang  yang  bergerigi lainnya.  Sproket  berbeda  dengan roda  gigi,  sproket  tidak  pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok.
Gambar 5. Bentuk sprocket.
Sprocket dan chain termasuk dalam jenis  sistem  transmisi  rantai  dimana system ini memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, yakni:
1.Kelebihan
a) Selama  beroperasi  tidak  terjadi slip  sehingga  diperoleh  rasio kecepatan yang sempurna
b) Karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang
dibutuhkan  lebih  kecil  dari  pada sabuk,  dan  dapat    menghasilkan transmisi yang besar
c)  Memberikan  efisiensi  transmisi tinggi (98%)
d) Dapat  dioperasikan  pada  suhu
cukup  tinggi  maupun  kondisi atmosfer
2.   Kekurangan a) Biaya  produksi  rantai  relative tinggi
b) Dibutuhkan  perawatan  rantai dengan  cermat  dan  akurat,  terutama pelumasan  dan  penyesuaian  pada saat kendur. c) Rantai memiliki kecepatan fluktuasi  terutama  saat  terlalu meregang (kendur) a.Rumus perhitungan rasio sprocket 𝑛𝑧 1 . 𝑛𝑧 1 = 𝑧 2 . 𝑧 2 ................................. (19)
Sumber : Blogspot, Adiwinar. dimana :
𝑛𝑧 1 = putaran gir pemutar  (Rpm) 𝑛𝑧 2 =  putaran  gear  yang  diputar (Rpm) 𝑧 1 =  jumlah  gigi  pada  gear  pemutar (z)
𝑧 2 = jumlah gigi pada gear yang di putar (z) Bantalan (Bearing) Bantalan  ( bearing )  adalah  elemen mesin yang menumpu poros
berbeban  sehingga  putaran  dapat berlangsung  secara  halus,  aman,  dan tahan  lebih  lama.  Bantalan  harus kokoh  untuk  memungkinkan  poros dan  elemen  mesin  lainnya  dapat bekerja  dengan  baik.  Jika  bantalan tidak  berfungsi  dengan  baik  maka prestasi seluruh sistem akan menurun dan  tidak  dapat  bekerja  dengan semestinya.
Bantalan yang digunakan dalam perencanaan  mesin  alat  pengupas kulit  buah  kelapa  ini  adalah  bearing duduk.  Bearing  duduk  disebut  juga sebagai bantalan anti gesek (antifriction bearing) , karena
koefisien  gesek  statis  dan  kinetisnya yang  kecil.  Bantalan  ini  terdiri  dari cincin  luar  dengan  alur  lintasan  bola dan  rol,  dan  cincin  dalam  yang  juga memiliki  alur  lintasan  yang  sama seperti  yang  ada  pada  cincin  luar. Bola  atau  rol  ditempatkan  diantara kedua  cincin  di  dalam  alur  lintasan tersebut.Untuk  menjaga  agar  bola dan rol tidak saling bersentuhan satu dengan  yang  lainnya  maka  bola dibuat  bersarang.  Sarang  ini  juga berfungsi  untuk  menjaga  bola  agar tidak  terlepas  dari  alurnya  sewaktu berputar. Ukuran bantalan ini biasanya menyatakan diameter dalam bantalan  (diameter  poros  yang  akan masuk).
Agar putaran poros dapat berputar  dengan  lancar,  maka  yang perlu  diperhatikan  adalah  sistem pelumasannya.
Oli merupakan pelumasan  yang  cukup  baik,  tetapi oli dapat merusak sabuk yang terbuat dari  karet,  sehingga  pelumasan  yang
kental ( viscouslubricant ) lebih disukai.  Dapat  dilihat  pada  gambar 2.8
Gambar 6 Bantalan ( Bearing )
Keterangan gambar:
D = Diameter luar bantalan (cm) d = diameter dalam bantalan (cm) B = lebar bantalan (cm) Bearing untuk poros penggerak yang diameternya disesuaikan dengan ukuran poros yang dinyatakan aman, maka beban ekivalen  dinamis  (p)  dapat  dihitung berdasakan.
a.) Analisa umur bantalan
Bila  diasumsikan  tidak  ada  beban secara  aksial  ( Fa ),  maka  beban ekivalen dinamisnya adalah. Pr  =  X  .V  .  Fr  +  Y  Fa .......................... (20) Sumber  :  Sularso,  1997.  Dasar Perencanaan Dan Pemeliharaan Mesin, hal 135 Dimana: P r = gaya ekivalen (kg) Fr = beban radial (kg) Fa = beban aksial (kg) V = faktor rotasi bantalan =  1,0  beban  putar  pada  cincin dalam =  1,2  beban  putar  pada  cincin luar X = faktor beban radial
Y = faktor beban aksial 1. Faktor umur L d = h x rpm x 60 𝑚𝑖𝑛 ℎ ........................... (21)
Sumber : Robert L. Mott,2010. Elemen-elemen mesin dalam perancangan mekanisme perancangan elemen mesin, hal. 573 Dimana : L d = umur bearing (jam kerja) h  = umur rancangan (dapat dilihat dari table umur rancangan) Roda Gigi Roda  gigi  termasuk  dalam  unit transmisi langsung yang dapat memindahkan  daya  yang  besar  dan putaran yang tinggi dengan melakukan  kontak  secara  langsung antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan dengan
menggunakan sistem roda gigi. Roda gigi  merupakan  pemindah  gerakan putar  dari  satu  poros  ke  poros  yang lain.  Keuntungan  dari  penggunaan roda  gigi  adalah  dapat  mengubah tingkat  kecepatan  putaran,  dapat memindahkan  daya  yang  besar  dan putaran yang tinggi tanpa terjadi slip.
Walaupun demikian, jumlah putaran pada poros penggerak dengan  poros  yang  digerakkan  tidak selamanya sama. Sedangkan kelemahannya  adalah  menimbulkan getaran  dan  tumbukan  sewaktu beroperasi,  tingkat  kebisingan  yang lebih tinggi, dan memerlukan ketelitian yang tinggi dalam pembuatan dan perawatannya.
Bagian – bagian roda gigi
Nama – nama bagian utama roda gigi di  berikan  pada  gambar  2.9  adapun ukuranya di nyatakan dengan diameter  lingkaran  jarak  bagi,  yaitu lingkaran khayal yang menggelinding  tanpa  slip.  Ukuran gigi  di  nyatakan  dengan  ‘jarak  bagi linkar’ yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan.
Gamabar 7. gambar bagian – bagian roda gigi
Ukuran  pokok  roda  gigi  adalah jumlah  gigi  dan  modul.  Modul  ialah perbandingan  antara  diameter  tusuk (Dt)  dengan  jumlah  gigi  (z),  rumus dasar perhitungan roda gigi ialah:
a. ukuran roda gigi: Dt = Z . m............................................. (22) Sumber : id.m.wikihow.com
Dimana : Z = jumlah gigi.
M = modul (modul pisau)
b.  Untuk    menentukan  gaya  berat roda gigi. W. gear = m . g .................................... (23) Dimana : m = masa gear g = grafitasi c. jarak bagi lingkar (t) M = 𝑑 𝑧 .................................................... (24) Dimana : d = diameter lingkaran z = jumlah gigi d. kecepatan keliling (ѵ) ѵ =
𝜋𝑑 𝑏1 𝑛 1 60 𝑥 1000 ........................................ (25) Sumber  :Sularso,  1997.  Dasar Perencanaan  Dan  Pemilihan  Mesin Elemen Mesin, hal. 238
Dimana:
𝑑 𝑏1= diameter jarak bagi (mm) 𝑛 1  = putaran (rpm)

## Pasak
Seperti pada gambar 2.10 pasak juga dianggap  sebagai  alat  penyabung. Pasak ini biasanya ditempatkan pada hubungan  roda  dan  poros.  Pada umumnya  pasak  ini  dipakai  untuk meneruskan putaran roda keporos.
Gambar 8. gambar poros dengan pasak
Pasak  di  bagi  menjadi  beberapa macam yaitu:
1. Pasak  datar  segi  empat( standart square key) tipe pasak ini adalah
suatu tipe yang umumnya mempunyai  dimensi  lebar  dan tinggi  yang  sama,yang  kira-kira sama  dengan  0,25  dari  diamter poros
2. Pasak  datar  setandar  ( standart flam  key) pasak  ini  adalah  jenis pasak  yang  sama  dengan  di atas,hanya  di  sini  tinggi  pasak tidak  sama  dengan  lebar  pasak, tetapi di sini mempunyai dimensi yang tersendiri.
3. Pasak  tirus  ( tapered  keys )  jenis pasak ini pemakianya tergantung dari  kontak  gesekan  antara hubngan dengan porosnya untuk mentrasmisikan  torsi.  Artinya torsi  yang  medium  leveln  dan pasak ini terkunci pada tempatnya  secara  radial  dan porosnya  oleh  gaya  dari  luar yang  harus  menekan  pasak tersebut  ke  arah  aksial  dari poros.
4. Pasak  bidang  linkar  ( woodruff
keys) pasak ini adalah salah satu pasak  yang  di  batasi  oleh  satu bidang  datar  oleh  bagian  atas dan  bidang  bawah  merupakan busur  lingkar  hampir  berupa setengah linkaran.
5. Pasak  bidang  lurus  ( sraight splineas) pasak  ini  adalah  pasak bintang yang tertua di buat. Jika  momen  rencana  dari  poros adalah  T  (kg.mm),  dan  diameter poros  adalah  d s (mm),  maka  gaya tangensial  F  (kg)  pada  permukaan poros adalah :
1. Lebar pasak w = 𝑑 4 ................................................... (26) dimana : w = lebar pasak (mm) d = diameter poros (mm) 2. Tebal pasak t = 2 3 w ................................................ (27) Sumber : Tugas Akhir Hariyanto
Universitas Sebelas Maret Surakarta 2009 Dimana :
t = tebal pasak (mm)
w = lebar pasak (mm)
3. Tegangan geser (t k ) t k = 𝐹 𝑏𝑙 (kg. mm 2 ) ..................................... (28) Sumber  :  Sularso,  1997.  Dasar Perencanaan Dan Pemeliharaan Mesin, hal.25 Dimana F = gaya tangensial (kg)
bl = gaya geser mendatar (mm 2 )

## METODOLOGI PENELITIAN
Cara dan Langkah Kerja Mesin Mesin  pengupas  sabut  kelapa ini  akan  bekerja  ketika  motor
dihidupkan maka motor akan memutar puli. Putaran tersebut diteruskan  oleh belt untuk  memutar puli pada poros penyayat,
selanjutnya  poros  penyayat  akan berputar  dan  buah  kelapa  siap diletakan di atas poros yang berputar lalu mata pisau akan menyayat sabut kelapa  hingga  bersih,  dan  kelapa yang  sudah  bersih  akan  jatuh  ke bawah.
Langkah-langkah  yang  dilakukan dalam pengoperasian mesin pengupas  sabut  kelapa  ini  adalah sebagai berikut :
a. Siapkan  mesin  pengupas  sabut kelapa
b. Siapkan  bahan  (Buah  kelapa yang sudah tua).
c. Menghidupkan Motor pengerak.
d. Letakan  buah  kelapa  di  bagian poros yang berputar.
e. Selanjutnya  buah  kelapa  akan dicabik cabik dengan mata pisau yang terletak pada poros.
f. Buah  kelapa  yang  sudah  bersih dari serabutnya akan jatuh kebawah. g. Matikan mesin dengan memposisikan sakelar OFF .

## Sistem Kerja Mesin Pengupas
Sabut Kelapa 1. Dari mesin ke reducer. Putaran  dari  mesin  dialirkan  ke reducer dan reducer mengkonversikan putaran dari  mesin hingga 30 : 1
Gambar 9 Mesin dan reducer
2. Reducer ke poros I Putaran  mesin  yang  telah  dikonversi oleh reudcer kemudian disalurkan ke poros  I  seperti  yang  terlihat  pada gambar 3.3
Gambar 10. reducer dan poros 1
3. Poros I ke poros II Putaran  poros  1  ke  2  diteruskan dengan  roda  gigi  yang  saling berhubungan  seperti  terlihat  pada gambar 11
Gambar 11. Roda Gigi antara Poros 1 dan 2
4.. Poros 2 ke Poros 3 Putaran poros 2 kemudian diteruskan ke  poros  3  dengan  menggunakan rantai  dan  sproket  seperti  pada gambar dibawah ini
Gambar 12, Rangkaian transmisi poros 2 ke poros 3

## Gambar  Mesin  Pengupas  Sabut
Kelapa
Gambar  13.  Mesin  pengupas  sabut kelapa Dimensi rol pengupas Rol pengupas didesain berdasarkan  kapasitas  yang  ada sehingga  jumlah  gigi  yang  dipakai untuk  mengupas  serabut  cukup  4 buah. Gambar 14. dimensi rol pengupas Rol pengupas : D = diameter luar rol = 11.5 cm d = diameter dalam rol =  10.5 cm l = panjang rol = 100 cm sehingga masa rol pengupas : m = 7380.[0,25π.(0,115 2 -
0,105 2 )0,1] m = 1,3 kg Untuk pisau pengupas didesain : Panjang = 80 cm
Lebar = 1.5 cm
X= 1 6 0 D=170mm D=170mm
Tebal = 1 cm sehingga masa 3 buah pisau pengupas : m = 3.7380.(0,015.0,01.0,8)
m = 2,6 kg Dengan  begitu  masa  total  rol pengupas  3.9 kg
Mekanisme  mesin  pengupas  sabut kelapa
Mekanisme mesin ini dimana poros I berputar dengan mata pisau bergerigi sehingga  menusuk  dan  mengupas buah  kelapa  dan  di  tekan  dengan poros  III  sehingga  buah  kelapa terjepit kemudian poros mata pisau II membantu  menarik  serabut  yang sudah di kupas seperti yang
ditunjukan pada gambar 4.2
Gambar 15. Mekanisme poros pengupas sabut kelapa Keterangan pada gambar 4.2 : Poros pengupas ( 𝐹 1 ) pada poros I Poros  pelilit  serabut  kelapa  ( 𝐹 2 ), pada poros II Poros  pendorong  kelapa  ( 𝐹 3 ),  pada
poros III Gaya dan Torsi Gaya Besarnya gaya/beban mengupas kelapa  berdasarkan  pengujian  adalah sebesar  17,5  kg.  Berdasarkan  dari pengujian  penggunaan  alat,  maka didapatkan data sebagai berikut : a.Beban  yang  diperlukan  (m) = 17,5 kg b.Diameter rol pisau (∅ 𝑝 ) = 14,5cm = 0,145m
c.Jari-jari  rol  pisau  (r)  =  7.25cm
= 0,0725m
Gaya  kupas  pada  kelapa,  dapat dilihat pada gambar berikut : Posisi awal pengujian
Posisi pengupasan, kulit terkelupas
Gambar 16. Sketsa Pengujian pengupasan kulit kelapa
Selanjutnya  dilakukan  perhitungan sebagai berikut :
1.  Gaya  yang  di  berikan  untuk mengupas  kulit  buah  kelapa  adalah sebesar 98.3 N 2.Gaya  yang  terjadi  pada  poros pengupasan pisau pertama (I) 277,16 N 3.Gaya  yang  terjadi  pada  poros pengupas kedua (II)  393,2 N 4.Gaya  yang  terjadi  pada  pisau pengupas III Dimana  pisau  pengupas  III  hanya mendorong  buah  kelapa  Maka  gaya yang terjadi pada poros pengupas III adalah 294,9 N 5.  Gaya  total  (Ft)  pada  poros pengupas  adalah                               965.21 Newton
Torsi (T) yang bekerja pada pisau. Dari gambar 4.4 dimana torsi yang bekerja  pada  poros  pengupas  sabut kelapa
Kelapa Pisau Beban Beban (17,5 kg) 45 o
Gambar 17. Torsi yang bekerja pada poros pengupas sabut kelapa
nilai torsi yang terjadi pada pisau (T) adalah 69,97 N.m

## Daya pada poros (Pp)
Sehingga  daya  pada  poros  pengupas adalah 0,61573 kW
Perhitungan Transmisi Sistem  transmisi  seperti  adalah sistem yang berfungsi untuk mengkonversi  torsi  dan  kecepatan yang  berbeda-beda  untuk  diteruskan ke  penggerak  akhir.  Konversi  ini mengubah  kecepatan  putaran  tinggi menjadi lebih rendah atau
sebaliknya.  Pada  mesin  pengupas serabut  kelapa  menggunakan  sistem transmisi  sabuk  dan  puli  serta sprocket dan rantai.
Berikut  ini  adalah  data-data yang
direncanakan
untuk
menghitung sistem transmisi.
Gambar 18. Sistem transmisi
Data - data direncanakan dipilih, ukuran – ukuran sebagai berikut a) Diameter  pulimotor  bakar  diesel
(D 1 ) = 100 mm
b) Diameter puli pada reduce r (D 2 ) = 175 mm c) Diameter  sprocket  pada reducser (D 3 ) = 80 mm d) Diameter sprocket pada pisau (D 4 )
= 80 mm
e) Diameter gear pada pisau pengupas I (D 5 )  = 170 mm
f) Diameter gear pada pisau pengupas II (D 6 ) = 170 mm
g) Diameter  sprocket  pada  pisau  II (D 7 ) = 80 mm
h) Diameter  sprocket  pada  pisau  III (D 8 ) = 160 mm
i) Putaran pada motor bakar diesel (n) = 2400 rpm
Perhitungan :
1.Putaran puli reducer
𝑛 2 = 1371,4 rpm
2.Putaran output reducer 𝑛 3 = 45 rpm 3.Putaran sprocket pada poros pertama (I) 𝑛 4 = 45 rpm .4.Putaran  roda  gigi  pada  poros kedua (II) 𝑛 6 = 45 rpm 5.Putaran sprocket pada poros ketiga (III)
𝑛 8 = 22,5 rpm = 23 rpm
Perhitungan puli dan sabuk
a) Diameter puli motor bakar diesel ( 𝐷 1 ) = 100  mm b) Diameter puli reducser ( 𝐷 2 ) = 175  mm c) Jarak antara puli (C) = 620  mm d) Putaran puli reducser
=1371,4  rpm
Gambar 19. Pulli dan sabuk
Puli  pada  motor  penggerak  dan sabuk  yang  menghubungkan  ke  puli reducser.
a.rasio kecepatan sudut = 1,75 𝑚𝑚
b) hubungan panjang jarak bagi
L = 1674 mm = 167,4 cm c) jarak sumbu poros
𝐶 = 3073 mm Maka jarak sumbu poros adalah: C = 362,78 mm d) Kecepatan sabuk V = 2,23 m/s e) Perhitungan sudut kontak 𝜃 = 6,46 rad
f)  Perbandingan  sisi  kencang  ( 𝑡 1 ) dan sisi kendor ( 𝑡 2 ) 𝑡 1 = 2,5 𝑡 2 (+) maka 𝑡 1 =123,225 N Perhitungan rantai Rantai 1 direduser Perhitungan  rantai  yang  terdapat direducser yang  menghubungkan
poros pengupas I
Gambar 20. Sprocket dan
rantai
Data – data ini dipilih setelah melakukan pengujian a. Pitch ( p )     = 12,5 mm
b. Jarak  I( x )  = 160 mm c. Putaran sprocket pisau I = 45 rpm
d. Jari-jari  sprocket  pisau  I (r 1 )
= 40 mm
e. Jari-  jari  sprocket reducser ( r 2 )  =
40 mm
f. Jumlah  gigi  sprocket  pisau  ( Z 1 )  = 18 gigi g. Jumlah  gigi  sprocket reducser ( Z 2 )= 18 gigi 1. Dimensi rantai a) Panjang rantai 387 mm b) Jarak sumbu poros 9 mm c) Kecepatan rantai I V = 0,16 mm/s  = 0,0016 m/s d) Jumlah sambungan rantai K =  30,96 = 31 pitch Jadi  panjang  rantai  yang  digunakan sprocket  reducser  ke  sprocket  poros pengupas satu adalah 387 mm e)  Perhitungan  sudut  kontak  yang terjadi pada  rantai adalah 𝜃 = 3,14 rad f) Perbandingan sisi kencang ( 𝑡 1 ) dan sisi kendor ( 𝑡 2 ) adalah sebagai berikut 𝑡 1 = 167,16 N
Jadi  sisi  kencang  (t 1 )  pada  rantai adalah 167,16N (+) maka 𝑡 1 = 2 𝑡 2 = 2 x 167,16 N = 334,32 N

## Perhitungan rantai II
Perhitungan  rantai  yang  terjadi pada  poros  pengupas  II  yang menghubungkan  poros  pengupas  III dapat dilihat seperti gambar 4.13
Gambar 21. Sprocket dan rantai
Berdasarkan dari hasil pengujian, maka didapat data yang sesuia sebagai berikut: a. Jari –  jari  sprocket  poros
pengupas II ( 𝑟 3 ) = 40 mm b. Jari –  jari  sprocket  poros pengupas III ( 𝑟 4 )  = 75 mm
c. Jumlah gigi sprocket poros pengupas II ( 𝑍 3 ) = 18 mm
d. Jumlah gigi sprocket poros
pengupas III ( 𝑍 4 )  = 24 gigi
e. Jarak II (x)
= 240 mm
f. putaran  sprocket  poros    pengupas ( 𝑛 8 ) = 23 rpm
a.Dimensi rantai
1. Kecepatan rantai II V = 0,8 mm/s  = 0,0008 m/s
Maka  kecepatan  rantai  II  adalah
0,0002 m/s 2. Jumlah sambungan rantai
K =  43,45 = 44 pitch
3. Panjang rantai L = 44 x 12,5  = 550 mm
4. Pehitungan sudut kontak
rantai pada sprocket 𝜃 = 3,05 rad
5.Perbandingan  sisi  kencang  ( 𝑡 1 ) dan sisi kendor ( 𝑡 2 ) pada sprocket II ke sprocket III
𝑡 1 = 2,4 𝑡 2 jika torsi yang di gunakan adalah : T = 12,37 Nm
T = ( 𝑡 1 − 𝑡 2 ).
Dimana : 𝑡 1 = 117,80 N Maka  di  dapat  tegangan  rantai  ( 𝑡 1 ) adalah 117,80 N Jadi  sisi  tegang  rantai( 𝑡 1 )adalah 117,80  N  maka  dapat  di  cari tegangan rantai II ( 𝑡 2 ) adalah  282,72 N Perhitungan poros pengupas sabut kelapa
Bahan poros pada mesin pengupas sabut kelapa ini menggunakan ST 37 dengan  kekuatan  tarik  =  37  kg/mm 2 . Dalam  perencanaan  sebuah  poros harus diperhatikan tentang pengaruh- pengaruh  yang  akan  dihadapi  oleh poros  tersebut.  Adapun  pengaruh tersebut  diantaranya  adalah  faktor pemakaian dan faktor keamanan
Gambar 22. Desain rancangan poros pengupas tampak atas. Spesifikasi perencanaan yang direncanakan : Bahan  yang  digunakan  untuk  poros adalah baja ST 37. Diketahui : a. Bahan Poros = ST 37 b. Tegangan tarik ijin ( 𝜎) = 37 kg/ 𝑚𝑚 2 =  362,6 N/ 𝑚𝑚 2 c. Tegangan geser ijin ( 𝜏 )  =  24 kg/ 𝑚𝑚 2 = 235,2 N/ 𝑚𝑚 2 d. Panjang  poros    (direncanakan)
=1200 mm
= 1,20 m
e. Berat buah kelapa =  1,6 kg
f. Berat sproket = 0,5 kg
g. Berat gear = 1 kg h. Berat pisau pengupas = 3,9
kg
i. Gaya gravitasi = 9,8m/ 𝑠 2
j. Tegangan rantai sisi kencang ( t 1 ) = 334,32 N
k. Tegangan rantai sisi kencang ( t 2 ) = 167,16 N
Perhitungan : a. Gaya yang diberikan kelapa. Jika  buah  kelapa  mengenai  tiga pisau  maka  berat  yang  diberikan kelapa adalah: 4,9N b.Gaya  yang  diberikan  pisau  adalah 38.22 N c. Gaya yang diberikan sprocket pada poros pengupas I adalah 4,9N d. Gaya yang diberikan roda gigi dan sprocket  pada  poros  pengupas  II adalah 14,7 N e.Gaya yang diberikan pada sprocket pada  poros  pengupas  III  adalah 12,74 N f. Gaya yang diberikan sprocket. F = 181,86 N Analisa umur bantalan .
Bila  diasumsikan  tidak  ada beban secara aksial ( Fa ), maka beban ekivalen dinamisnya adalah Pr 7,0684kg
1. Faktor  kecepatan  dapat  dihitung dengan persamaan : 𝑓 𝑛 = 0,5285
2. Faktor umur ( fh ) : fh fn = 43,2184
3. Umur nominal ( Lh ) : dari tabel umur rancangan)
= 30000 jam n m = putaran robin (direncanakan)
= 2050 rpm
Maka : L d = h x n x 60
= 30000 x 2050 x 60
= 3,69 x 10 9 Putaran C = 650 x [ 3,96 𝑥 10 9 10 6 ] 1 3 ⁄
=1004jam  =1004/4=251 hari = 8 bulan 11 hari

## Pasak
Perencanaan  pasak  yang  digunakan adalah  pasak  benam  segi  empat (Rectangular  sunk  key)  karena  jenis pasak  ini  paling  sering  digunakan
pada poros. Perencanaan perhitungan pasak dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan   yaitu :
1. Lebar pasak = 6,6 mm 2. Tinggi pasak   = 2 3 x 7,5 3. Panjang pasak = 22,5 mm

## Uji produksi
Kapasitas  kerja  alat  dihitung dengan  memasukkan  sampel  buah kelapa  sebanyak  1  buah  secara kontinyu  kedalam  alat  pengupas  dan mencatat  waktu  yang  diperlukan. Dimana waktu yang digunakan untuk mengupas  1  buah  kelapa  adalah  13 detik.  Maka  dapat  di  hitung  dengan rumus:
1. Uji produksi Dimana   =
5  𝑏𝑢𝑎ℎ 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 ⁄
Maka dalam 1 jam  didapat produksi

## 300  𝑏𝑢𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑚 ⁄
Karena ada waktu dan faktor koreksi maka : = (waktu + faktor koreksi) x 1 % Maka produksi alat pengupas sabuk kelapa bisa mengupas buah kelapa 301 buah/jam.

## KESIMPULAN
Hasil  dari  perhitungan  perencanaan mesin  pengupas  sabut  kelapa  dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Daya  mesin  penggerak  yang digunakan adalah mesin diesel  dengan  daya  5  pk  dan putaran 2400rpm.
2. Gaya  pengupasan  pada  kulit kelapa 98,3 N dan daya poros pengupas 615,73 W
3. Pengupasan  mesin  pengupas sabut  kelapa  membutuhkan waktu  13  detik  untuk  1  buah kelapa tua.

## DAFTAR PUSTAKA
Hardik, W. & Hari,  P. Rancangan Mesin Pengupas Sabut  Kelapa Berbasis Ergonomi Partisi  patori,  Seminar  Nasional IENACO  –  2013,  ISSN:  2337-
4349.
Hariyanto.2009.  Laporan  Tugas Akhir. Rekayasa Mesin Kompresi Biogas Fakultas Teknik  Sebelas Maret Surakarta. Mott, R.L. 2010. Elemen–elemen mesin dalam
perancangan
mekanisme  perancangan  elemen mesin terpadu. Saputra,  D.  2017.  Perancangan Mekanisme Mesin Pengupas Sabut Kelapa Dengan Menggunakan  Sistem  Penggerak Motor  Bakar  Bensin.  Fakultas Teknik Universitas Islam Riau. Sularso. 1997. “dasar perencanaan dan pemilihan mesin elemen mesin” PT.Rpadiya Paramita, Jakarta.